天天看点

设计模式GOF23之第一回

1. 概述

  • 创建型模式:

    单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。

    关注对象的创建过程。

  • 结构型模式:

    适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

    关注对象和类的组织。

  • 行为型模式:

    模版方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式。

    关注系统中对象之间的相互交互,研究系统在运行时对象之间的相互通信和协作,进一步明确对象的职责。

  • ​​参考代码​​

2. 单例模式(Singleton)

常见的五种单例模式实现方式:

  • 饿汉式(线程安全,调用效率高。 但是,不能延时加载。)
  • 懒汉式(线程安全,调用效率不高。 但是,可以延时加载。)
  • 双重检测锁式(由于JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题。不建议使用)
  • 静态内部类式(线程安全,调用效率高。 可以延时加载)
  • 枚举单例(线程安全,调用效率高,不能延时加载)
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  • 速度比较

    饿汉式 > 静态内部类式 > 枚举式 > 双重检查锁定式 > 懒汉式

如何选用

  • 单例对象占用资源少,不需要延时加载:

    枚举式 > 饿汉式

  • 单例对象占用资源大,需要延时加载:

    静态内部类式 > 懒汉式

3. 工厂模式(Factory)

现了创建者和调用者的分离。

详细分类:
  1. 简单工厂模式
  2. 工厂方法模式
  3. 抽象工厂模式

实面向对象设计的基本原则:

  • OCP(开闭原则,Open-Closed Principle):

    一个软件的实体应当对扩展开放,对修改关闭。

  • DIP(依赖倒转原则,Dependence Inversion Principle):

    要针对接口(抽象)编程,不要针对实现编程。

  • LoD(迪米特法则,Law of Demeter):

    只与你直接的朋友通信,而避免和陌生人通信。

核心本质:

  • 实例化对象,用工厂方法代替new操作。
  • 将选择实现类、创建对象统一管理和控制。从而将调用者跟我们的实现类解耦。

简单工厂模式(实践中一般推荐使用)

  • 用来生产同一等级结构中的任意产品。对于增加新的产品,需要修改已有代码
  • 简单工厂模式也叫静态工厂模式,就是工厂类一般是使用静态方法,通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。
  • 对于增加新产品无能为力!不修改代码的话,是无法扩展的。
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工厂方法模式

  • 为了避免简单工厂模式的缺点,不完全满足OCP。
  • 工厂方法模式和简单工厂模式最大的不同在于,简单工厂模式只有一个(对于一个项目或者一个独立模块而言)工厂类,而工厂方法模式有一组实现了相同接口的工厂类。
  • 用来生产同一等级结构中的固定产品。支持增加任意产品。
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简单工厂模式和工厂方法模式比较

  • 结构复杂度

    工厂方法模式比简单工厂模式要复杂些,同时产生的类比简单工厂模式多。

  • 代码复杂度

    简单工厂模式在新增产品时需要修改工厂类的代码(新增分支判断语句),而工厂方法模式不对原来的代码做修改,而是新增工厂类和产品类即可。

  • 客户端编程难度

    工厂方法模式虽然在工厂类结构中引入了接口从而满足了OCP,但是在客户端编码中需要对工厂类进行实例化。而简单工厂模式的工厂类是个静态类,在客户端无需实例化,这无疑是个吸引人的优点。

  • 管理上的难度

    我们先谈扩展。众所周知,工厂方法模式完全满足OCP,即它有非常良好的扩展性。那是否就说明了简单工厂模式就没有扩展性呢?答案是否定的。简单工厂模式同样具备良好的扩展性——扩展的时候仅需要修改少量的代码(修改工厂类的代码)就可以满足扩展性的要求了。尽管这没有完全满足OCP,但我们不需要太拘泥于设计理论。然后我们从维护性的角度分析下。假如某个具体产品类需要进行一定的修改,很可能需要修改对应的工厂类。当同时需要修改多个产品类的时候,对工厂类的修改会变得相当麻烦(对号入座已经是个问题了)。反而简单工厂没有这些麻烦,当多个产品类需要修改时,简单工厂模式仍然仅仅需要修改唯一的工厂类(无论怎样都能改到满足要求吧?大不了把这个类重写——代码修改局部化,最小化)。

抽象工厂模式

  • 用来生产不同产品族(产品系列)的全部产品。对于增加新的单一产品,无能为力。支持增加产品族(产品系列)。
  • 抽象工厂模式是工厂方法模式的升级版本,在有多个业务品种、业务分类时,通过抽象工厂模式产生需要的对象是一种非常好的解决方式。

产品族/产品系列的实现结构如下:

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注意这里的依赖(Dependency,虚线单箭头 ---->)就是指引用

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4. 建造者模式(Builder)

构建的对象比较复杂,需要分步骤进行。由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器,相同的装配,也可以做出不同的对象;相同的构建器,不同的装配顺序也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦。

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5. 原型模式(Prototype)

  • 通过new产生一个对象需要非常繁琐的过程,此时可以使用原型模式。
  • 就是java中的克隆技术,以某个对象为原型,复制出新的对象。显然,新的对象具备原型对象的特点。
  • 优势有:效率高(直接克隆/拷贝,避免了重新执行构造过程步骤) 。
  • 克隆类似于new,但是不同于new。new创建新的对象属性采用的是默认值。克隆出的对象的属性值完全和原型对象相同。并且克隆出的新对象改变不会影响原型对象。然后,再修改克隆对象的值。